Un nou estudi dirigit per Nicolás Bologna, un investigador del CSIC al CRAG, il·lumina el paper crucial de l'extensió N-terminal (NTE) de les proteïnes AGO, oferint noves perspectives sobre els mecanismes de regulació dels gens associats a l'ARN.

La proteïna AGO1, abreviatura de l'anglès ARGONAUTE1, és crucial en la silenciació gènica post-transcripcional, un procés clau que controla l'expressió gènica guiada per petits ARNs (sARNs). Essencial a totes les espècies de plantes, AGO1 carrega sARNs i regula l'expressió dels ARNm objectiu, coordinant així vies crucials durant el desenvolupament de les plantes i en resposta a estrès biòtic i abiòtic. El model vegetal Arabidopsis thaliana codifica deu proteïnes AGO implicades en diverses vies de silenciació gènica. Tot i que la majoria de les seves seqüències d'aminoàcids són conservades, les seves NTEs varien en longitud i composició d'aminoàcids. Aquesta variabilitat va inspirar els investigadors de CRAG a formular la hipòtesi que la NTE confereix especificitat a la funció reguladora de gens de la proteïna AGO.

 

"La investigació sobre AGO1 s'ha centrat principalment en els dominis conservats; tanmateix, la seva NTE ha atret recentment atenció per les seves diverses funcions reguladores, incloent-hi la localització subcel·lular i la càrrega de petits ARN," van explicar Andrea Martín-Merchán i Antonela Lavatelli, coautores de l'estudi.

En aquest estudi, publicat a la revista Nucleic Acids Research, els investigadors de CRAG van descobrir un nou paper per a la NTE d'AGO1. Van descobrir que aquesta regió interactua amb la proteïna PRMT5, que catalitza la dimetilació simètrica de l'arginina (sDMA) en residus específics de la NTE d'AGO1. Les seves troballes van mostrar que la sDMA afecta la funcionalitat d'AGO1 alterant la càrrega d'un subconjunt de sARNs i remodelant l'interactoma de la NTE d'AGO1.

A més, l'estudi es va estendre més enllà d'AGO1, revelant que la dimetilació simètrica de les NTEs és un procés comú en diverses proteïnes AGO d'Arabidopsis, inclosos AGO2, AGO3 i AGO5. Aquesta anàlisi integral subratlla la importància de les modificacions post-traduccionals en l'ajust fi de la regulació gènica associada a l'ARN en plantes. En aclarir el paper de la metilació de l'arginina en les proteïnes AGO i les seves implicacions per als mecanismes guiats per petits ARN, aquesta investigació millora la nostra comprensió de l'expressió gènica en plantes.

Aquest estudi obre el camí per a futurs estudis que explorin les funcions reguladores de les NTEs en les proteïnes AGO. A més, comprendre el paper fisiològic d'aquests canvis en l'interactoma vegetal aprofundirà el coneixement dels mecanismes de silenciació gènica durant el desenvolupament de les plantes i en resposta a condicions d'estrès.

Article de referència

Andrea Martín-Merchán, Antonela Lavatelli, Camila Engler, Víctor M González-Miguel, Belén Moro, Germán L Rosano, Nicolas G Bologna. Arabidopsis AGO1 N-terminal extension acts as an essential hub for PRMT5 interaction and post-translational modifications, Nucleic Acids Research, https://doi.org/10.1093/nar/gkae387

Sobre els autors i el finançament de l'estudi 

A.M-M ha rebut la beca predoctoral [PRE2019-087615] finançada per MCIN/*AEI /10.13039/501100011033 i per “ESF Investing in your future”. C.E. rep la beca predoctoral HORIZON-*MSCA-2021-*COFUND-01 rePLANT-GA101081581 finançada per la Unió Europea. La visió i opinions expressades són, no obstant això, les dels autors i no reflecteix les pròpies de la Unió Europea o les de l'Agència Europea Executiva de Recerca (REA). Ni la Unió Europea ni l'autoritat finançadora es fan responsables d'aquestes opinions. B.M. ha rebut finançament de les següents beques postdoctorals: el “Severo Ochoa Programme'' [SEV-2015- 0533 funded by MICIU/*AEI /10.13039/501100011033, la beca [FJC2018-036091-I], finançada per MICIU/*AEI /10.13039/501100011033, el programa “Beatriu de Pinós” [2019 BP 00159], finançat per la secretaria d'Universitats i Recerca (Govern de Catalunya), i pel programa Horizon 2020 de recerca i innovació de la Unió Europea sota l'ajuda Marie Sklodowska-Curie [Núm. 801370]. A mès, aquest projecte ha rebut finançament de AGOras a través de la beca postdoctoral atorgada a through B.M. pel programa H2020-MSCA-*IF-2019. N.G.B. ha estat finançat per l'ajuda [RYC2020-029185-], de MCIN/*AEI/10.13039/501100011033 i per “ESF Investing in your future”. El projecte que va donar lloc a aquests resultats ha estat finançat per l'ajuda de la fundació “la Caixa” (ID100010434). El codi d'ajuda concedit a N.G.B. és: LCF/*BQ/PI19/11690007. El projecte que va donar lloc a aquests resultats ha estat finançat per l'ajuda [PGC2018-101075-A- I00], finançada per MICIU/*AEI/10.13039/ 501100011033 i per “ERDF A way of making Europe”, l'ajuda [EUR2020- 112097], finançada per MICIU/*AEI/10.13039/501100011033 i per “European Union NextGenerationEU/*PRTR, el probranca SGR [2021 SGR 01066], finançat per la Direcció General de Recerca i Universi tats (REU)” i pel programa Prop de la Generalitat de Catalunya. El laboratori de N.G.B. reconeix el suport del programa Prop de la Generalitat de Catalunya i del Ministeri de Ciència i Innovació/Agència Estatal de Recerca. (AEI), mitjançant el programa “Severo Ochoa Programme for Centris of Excellence in R&D” [SEV-2015- 0533] i [CEX2019-000902-S] finançat per MICIU/*AEI/10.13039/501100011033.